JP2023545445A - Push-pull power supply for multi-mesh processing chambers - Google Patents

Push-pull power supply for multi-mesh processing chambers Download PDF

Info

Publication number
JP2023545445A
JP2023545445A JP2023522388A JP2023522388A JP2023545445A JP 2023545445 A JP2023545445 A JP 2023545445A JP 2023522388 A JP2023522388 A JP 2023522388A JP 2023522388 A JP2023522388 A JP 2023522388A JP 2023545445 A JP2023545445 A JP 2023545445A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
inductive element
power
source
inductive
processing chamber
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2023522388A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
エドワード ピー. ハモンド,
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Applied Materials Inc
Original Assignee
Applied Materials Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Applied Materials Inc filed Critical Applied Materials Inc
Publication of JP2023545445A publication Critical patent/JP2023545445A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32009Arrangements for generation of plasma specially adapted for examination or treatment of objects, e.g. plasma sources
    • H01J37/32082Radio frequency generated discharge
    • H01J37/321Radio frequency generated discharge the radio frequency energy being inductively coupled to the plasma
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32009Arrangements for generation of plasma specially adapted for examination or treatment of objects, e.g. plasma sources
    • H01J37/32082Radio frequency generated discharge
    • H01J37/32174Circuits specially adapted for controlling the RF discharge
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32009Arrangements for generation of plasma specially adapted for examination or treatment of objects, e.g. plasma sources
    • H01J37/32082Radio frequency generated discharge
    • H01J37/32091Radio frequency generated discharge the radio frequency energy being capacitively coupled to the plasma
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/50Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating using electric discharges
    • C23C16/505Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating using electric discharges using radio frequency discharges
    • C23C16/509Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating using electric discharges using radio frequency discharges using internal electrodes
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32009Arrangements for generation of plasma specially adapted for examination or treatment of objects, e.g. plasma sources
    • H01J37/32082Radio frequency generated discharge
    • H01J37/32174Circuits specially adapted for controlling the RF discharge
    • H01J37/32183Matching circuits
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32431Constructional details of the reactor
    • H01J37/32697Electrostatic control
    • H01J37/32706Polarising the substrate
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32431Constructional details of the reactor
    • H01J37/32715Workpiece holder

Abstract

処理チャンバの多電極カソード用の高周波(RF)電源回路は、RF源と、RF源に導電結合された1又は複数の誘導素子とを含み得る。第1の誘導素子は、1又は複数の誘導素子に誘導結合されていてよく、第1の誘導素子は、RF源から発信されるRF電力の第1の部分を受信し、RF電力の第1の部分を処理チャンバの第1のペデスタル電極に供給するように構成され得る。第2の誘導素子も、1又は複数の誘導素子に誘導結合されていてよく、第2の誘導素子は、RF源から発信されるRF電力の第2の部分を1又は複数の誘導素子を通して受信し、RF電力の第2の部分を第2のペデスタル電極に供給するように構成され得る。【選択図】図5A radio frequency (RF) power circuit for a multi-electrode cathode of a processing chamber may include an RF source and one or more inductive elements conductively coupled to the RF source. The first inductive element may be inductively coupled to the one or more inductive elements, the first inductive element receiving a first portion of RF power emitted from the RF source, and the first inductive element receiving a first portion of RF power emitted from the RF source. may be configured to supply a portion of the processing chamber to a first pedestal electrode of the processing chamber. A second inductive element may also be inductively coupled to the one or more inductive elements, the second inductive element receiving a second portion of RF power transmitted from the RF source through the one or more inductive elements. and may be configured to provide a second portion of RF power to the second pedestal electrode. [Selection diagram] Figure 5

Description

関連出願の相互参照
本出願は、2020年10月13日出願の「PUSH-PULL POWER SUPPLY FOR MULTI-MESH PROCESSING CHAMBERS」と題された米国非仮出願第17/068,994号の利益及び優先権を主張するものであり、その内容を全て、参照により本明細書に援用する。
CROSS-REFERENCES TO RELATED APPLICATIONS This application has the benefit and priority of U.S. Nonprovisional Application No. 17/068,994, entitled "PUSH-PULL POWER SUPPLY FOR MULTI-MESH PROCESSING CHAMBERS," filed October 13, 2020. , the entire contents of which are incorporated herein by reference.

本開示は、概して、半導体基板製造プロセスにおいてプラズマを調整するためのシステム及び方法に関する。より具体的には、本開示は、プラズマを均一に制御するために、ペデスタルの異なる導電性メッシュに印加される個々の高周波(RF)電圧を制御するシステム及び方法について説明する。 The present disclosure generally relates to systems and methods for regulating plasma in semiconductor substrate manufacturing processes. More specifically, this disclosure describes systems and methods for controlling individual radio frequency (RF) voltages applied to different conductive meshes of a pedestal to uniformly control a plasma.

集積回路及びその他の電子デバイスの製造では、様々な材料層の堆積又はエッチングにプラズマプロセスが使用されることが多い。プラズマ化学気相堆積(PECVD)プロセスは、少なくとも1つの前駆体ガス又は前駆体蒸気に電磁エネルギーを印加して前駆体を反応性プラズマに変換する化学プロセスである。プラズマは、処理チャンバの内部、すなわちインシトゥで生成され得る、又は処理チャンバから遠隔に位置決めされた遠隔プラズマジェネレータで生成され得る。このプロセスは、高品質で高性能な半導体デバイスを製造するために、基板上に材料を堆積させるのに広く使用されている。 In the manufacture of integrated circuits and other electronic devices, plasma processes are often used to deposit or etch various layers of materials. A plasma enhanced chemical vapor deposition (PECVD) process is a chemical process in which electromagnetic energy is applied to at least one precursor gas or vapor to convert the precursor into a reactive plasma. The plasma can be generated inside the processing chamber, ie, in situ, or it can be generated with a remote plasma generator positioned remotely from the processing chamber. This process is widely used to deposit materials onto substrates to produce high quality, high performance semiconductor devices.

トランジスタ構造は、特徴サイズが縮小するにつれ、ますます複雑で困難になってきている。処理の要求に応えるためには、コストを抑制し、基板及びダイの歩留まりを最大限に高めるための高度な処理制御技法が有用である。通常、プラズマが基板の表面積全体で均一に制御されていないと、基板の特定の場所にあるダイは歩留まりの問題に晒される。基板処理レベルでは、プラズマを制御する際に、基板全体にわたる包括的な処理調整だけでなく、微細で局所的な処理調整を可能にする、プロセスの均一性制御の進歩が求められる。したがって、基板の全体にわたって微細で局所的なプロセス調整を可能にする方法及び装置が必要である。 Transistor structures are becoming increasingly complex and difficult as feature sizes shrink. To meet processing demands, advanced process control techniques are useful to contain costs and maximize substrate and die yields. Typically, if the plasma is not uniformly controlled across the surface area of the substrate, die at specific locations on the substrate are subject to yield problems. At the substrate processing level, advances in process uniformity control are required when controlling the plasma, allowing not only global process adjustments across the substrate, but also fine localized process adjustments. Therefore, there is a need for a method and apparatus that allows fine, localized process adjustments across a substrate.

[0005]幾つかの実施形態では、処理チャンバの多電極カソード用の高周波(RF)電源回路は、RF源と、RF源に導電結合された1又は複数の誘導素子と、1又は複数の誘導素子に誘導結合された第1の誘導素子とを含み得る。第1の誘導素子は、RF源から発信されるRF電力の第1の部分を1又は複数の誘導素子を通して受信し、RF源から発信されるRF電力の第1の部分を処理チャンバの第1のペデスタル電極に供給するように構成され得る。電源回路は、1又は複数の誘導素子に誘導結合された第2の誘導素子も含み得る。第2の誘導素子は、RF源から発信されるRF電力の第2の部分を1又は複数の誘導素子を通して受信し、RF源から発信されるRF電力の第2の部分を処理チャンバの第2のペデスタル電極に供給するように構成され得る。 [0005] In some embodiments, a radio frequency (RF) power circuit for a multi-electrode cathode of a processing chamber includes an RF source, one or more inductive elements conductively coupled to the RF source, and one or more inductive elements. a first inductive element inductively coupled to the element. A first inductive element receives a first portion of RF power emitted from the RF source through the one or more inductive elements, and transmits a first portion of RF power emitted from the RF source to a first portion of the processing chamber. may be configured to supply a pedestal electrode. The power supply circuit may also include a second inductive element inductively coupled to the one or more inductive elements. A second inductive element receives a second portion of RF power emitted from the RF source through the one or more inductive elements, and receives a second portion of RF power emitted from the RF source into a second portion of the processing chamber. may be configured to supply a pedestal electrode.

[0006]幾つかの実施形態では、処理チャンバの多電極カソード用のRF電源回路は、RF源と、RF源から発信されるRF電力の第1の部分を受信し、RF源から発信されるRF電力の第1の部分を処理チャンバの第1のペデスタル電極に供給するように構成され得る第1の誘導素子とを含み得る。電源回路は、RF源から発信されるRF電力の第2の部分を受信し、RF源から発信されるRF電力の第2の部分を処理チャンバの第2のペデスタル電極に供給するように構成され得る第2の誘導素子も含み得る。電源回路は、第1の誘導素子を第2の誘導素子から分離し得る容量素子も含み得る。 [0006] In some embodiments, an RF power circuit for a multi-electrode cathode of a processing chamber receives an RF source and a first portion of RF power transmitted from the RF source; and a first inductive element that may be configured to provide a first portion of RF power to a first pedestal electrode of the processing chamber. The power supply circuit is configured to receive a second portion of RF power transmitted from the RF source and to supply the second portion of RF power transmitted from the RF source to a second pedestal electrode of the processing chamber. A second inductive element may also be included. The power supply circuit may also include a capacitive element that may separate the first inductive element from the second inductive element.

[0007]幾つかの実施形態では、処理チャンバの多電極カソードに電力供給する方法は、RF源を用いてRF電力を生成することと、RF源に導電結合された1又は複数の誘導素子を通してRF電力を伝送することと、RF電力の第1の部分を1又は複数の誘導素子から第1の誘導素子に誘導結合させることと、RF電力の第1の部分を第1の誘導素子から処理チャンバの第1のペデスタル電極に供給することと、RF電力の第2の部分を1又は複数の誘導素子から第2の誘導素子に誘導結合させることと、RF電力の第2の部分を第2の誘導素子から処理チャンバの第2のペデスタル電極に供給することとを含み得る。 [0007] In some embodiments, a method of powering a multi-electrode cathode of a processing chamber includes generating RF power using an RF source and through one or more inductive elements conductively coupled to the RF source. transmitting RF power; inductively coupling a first portion of the RF power from the one or more inductive elements to the first inductive element; and processing the first portion of the RF power from the first inductive element. providing a first pedestal electrode of the chamber; inductively coupling a second portion of the RF power from the one or more inductive elements to the second inductive element; and inductively coupling the second portion of the RF power to the second inductive element. from the inductive element to a second pedestal electrode of the processing chamber.

[0008]任意の実施形態では、以下の特徴のいずれか及び/又は全てが、任意の組み合わせで、制限なく含まれ得る。1又は複数の誘導素子は、第3の誘導素子と第4の誘導素子とを含んでいてよく、第3の誘導素子は第1の誘導素子に誘導結合されていてよく、第4の誘導素子は第2の誘導素子に誘導結合されていてよい。電源回路はまた、第1の誘導素子に導電結合された第1のDC源と、第2の誘導素子に導電結合された第2のDC源とを含んでいてよく、容量素子は第1のDC源を第2のDC源から絶縁し得る。第1のDC源と第2のDC源との間の電圧差は、処理チャンバで基板をペデスタルに保持するバイポーラチャック電圧を表し得る。電源回路は、第1のペデスタル電極に供給される電力が第2のペデスタル電極に供給される電力とは異なったものとなるように、RF電力の一部を吸い上げるように構成された同調回路も含み得る。同調回路は、寄生インダクタを含み得る。同調回路は、寄生キャパシタを含み得る。第1のペデスタル電極は、ワイヤメッシュを含み得る。RF源と第2のRF源との間の位相差は、処理チャンバのプラズマに伝達されるエネルギーを回転させ得る。第1のペデスタル電極、第2のペデスタル電極、第3のペデスタル電極、及び第4のペデスタル電極は、処理チャンバのペデスタルの別々の象限に位置し得る。第1のペデスタル電極は、ペデスタルの中心部に円形メッシュを含んでいてよく、第2のペデスタル電極は、ペデスタルの外周部にリングメッシュを含み得る。第1の誘導素子は、約1μHの誘導値を含み得る。 [0008] In any embodiment, any and/or all of the following features may be included in any combination, without limitation. The one or more inductive elements may include a third inductive element and a fourth inductive element, the third inductive element may be inductively coupled to the first inductive element, and the fourth inductive element may be inductively coupled to the first inductive element. may be inductively coupled to the second inductive element. The power supply circuit may also include a first DC source conductively coupled to the first inductive element and a second DC source conductively coupled to the second inductive element, and the capacitive element is coupled to the first DC source. The DC source may be isolated from the second DC source. The voltage difference between the first DC source and the second DC source may represent a bipolar chuck voltage that holds the substrate on the pedestal in the processing chamber. The power supply circuit also includes a tuned circuit configured to siphon off a portion of the RF power such that the power supplied to the first pedestal electrode is different from the power supplied to the second pedestal electrode. may be included. The tuned circuit may include a parasitic inductor. The tuned circuit may include parasitic capacitors. The first pedestal electrode may include a wire mesh. The phase difference between the RF source and the second RF source can rotate the energy transferred to the plasma in the processing chamber. The first pedestal electrode, the second pedestal electrode, the third pedestal electrode, and the fourth pedestal electrode may be located in separate quadrants of the pedestal of the processing chamber. The first pedestal electrode may include a circular mesh at the center of the pedestal, and the second pedestal electrode may include a ring mesh at the outer periphery of the pedestal. The first inductive element may include an inductive value of approximately 1 μH.

[0009]
任意の実施形態では、電源回路はまた、第2のRF源と、RF源に導電結合された第2の1又は複数の誘導素子と、第2の1又は複数の誘導素子に誘導結合され得る第3の誘導素子とを含んでいてよく、第3の誘導素子は、第2のRF源から発信されるRF電力の第1の部分を第2の1又は複数の誘導素子を通して受信し、第2のRF源から発信されるRF電力の第1の部分を処理チャンバの第1のペデスタル電極に供給するように構成され得る。電源回路は、第2の1又は複数の誘導素子に誘導結合され得る第4の誘導素子を更に含んでいてよく、第4の誘導素子は、第2のRF源から発信されるRF電力の第2の部分を第2の1又は複数の誘導素子を通して受信し、第2のRF源から発信されるRF電力の第2の部分を処理チャンバの第2のペデスタル電極に供給するように構成され得る。第3の誘導素子及び第4の誘導素子は、同じインダクタンスを有し得る。第3の誘導素子及び第4の誘導素子は、RF源から発信されるRF電力を遮断するように構成され得る。第1の誘導素子及び第2の誘導素子は、第2のRF源から発信されるRF電力を遮断するように構成され得る。RF源は約13MHzの周波数を有し得、第2のRF源は約40MHzの周波数を有し得る。
[0009]
In any embodiment, the power circuit may also be inductively coupled to a second RF source, a second one or more inductive elements conductively coupled to the RF source, and a second inductive element or elements conductively coupled to the second RF source. a third inductive element, the third inductive element receiving the first portion of RF power transmitted from the second RF source through the second inductive element or elements; The processing chamber may be configured to provide a first portion of RF power emitted from two RF sources to a first pedestal electrode of the processing chamber. The power supply circuit may further include a fourth inductive element that can be inductively coupled to the second inductive element or elements, the fourth inductive element being a first inductive element of the RF power emitted from the second RF source. the second portion of the RF power transmitted from the second RF source to a second pedestal electrode of the processing chamber; . The third inductive element and the fourth inductive element may have the same inductance. The third inductive element and the fourth inductive element may be configured to block RF power transmitted from the RF source. The first inductive element and the second inductive element may be configured to block RF power emitted from the second RF source. The RF source may have a frequency of approximately 13 MHz and the second RF source may have a frequency of approximately 40 MHz.

[0010]
開示された技術の性質及び利点の更なる理解は、本明細書の残りの部分及び図面を参照することによって得ることができ、同様の参照番号は、同様の構成要素を参照する幾つかの図面にわたって使用されている。幾つかの例では、複数の類似の構成要素のうちの1つを示すために、サブラベルが参照番号に関連付けられている。既存のサブラベルを指定せずに参照数字に言及する場合、そのような複数の類似の構成要素のすべてを参照することが意図される。
[0010]
A further understanding of the nature and advantages of the disclosed technology can be gained by reference to the remaining portions of the specification and the drawings, in which like reference numerals refer to similar elements. used over the years. In some examples, sublabels are associated with reference numbers to indicate one of a plurality of similar components. References to reference numbers without specifying existing sublabels are intended to refer to all such multiple similar components.

幾つかの実施形態に係る処理チャンバを示す断面図である。1 is a cross-sectional view of a processing chamber according to some embodiments. FIG. 幾つかの実施形態に係る2つのペデスタル電極のための構成を示す図である。FIG. 3 illustrates a configuration for two pedestal electrodes according to some embodiments. 幾つかの実施形態に係る複数のペデスタル電極のための代替構成を示す図である。FIG. 7 illustrates an alternative configuration for multiple pedestal electrodes according to some embodiments. 幾つかの実施形態に係る支持アセンブリの中央部分と支持アセンブリの外側部分との間でRFエネルギーのバランスをとるために使用されるペデスタル電極の構成を示す図である。FIG. 3 illustrates a pedestal electrode configuration used to balance RF energy between a central portion of a support assembly and an outer portion of the support assembly according to some embodiments. 幾つかの実施形態に係る2つのペデスタル電極間で等化プッシュプル信号を維持しながら、異なるペデスタル電極間の電気経路を絶縁するために誘導結合を使用する電源回路の構成を示す図である。FIG. 3 illustrates a power supply circuit configuration that uses inductive coupling to isolate electrical paths between different pedestal electrodes while maintaining an equalized push-pull signal between two pedestal electrodes according to some embodiments. 幾つかの実施形態に係るペデスタル電極に2つの異なるRF信号を注入することができる電源回路を示す図である。FIG. 3 illustrates a power circuit that can inject two different RF signals into a pedestal electrode according to some embodiments. 幾つかの実施形態に係る各ペデスタル電極に送られるRF信号の均一性をスキューするための同調回路を含む電源回路を示す図である。FIG. 3 illustrates a power supply circuit including a tuning circuit for skewing the uniformity of the RF signal sent to each pedestal electrode according to some embodiments. 幾つかの実施形態に係る同調回路を有する支持アセンブリの同心円状配置のペデスタル電極を示す図である。FIG. 3 illustrates a concentric arrangement of pedestal electrodes of a support assembly with a tuned circuit according to some embodiments. 幾つかの実施形態に係る4象限の実装態様における電源回路を示す図であるFIG. 3 is a diagram illustrating a power supply circuit in a four-quadrant implementation according to some embodiments. 幾つかの実施形態に係る図9に示す4電極構成における回転RFフィールドの効果を示す一連の図である。10 is a series of diagrams illustrating the effect of a rotating RF field in the four-electrode configuration shown in FIG. 9 in accordance with some embodiments; FIG. 幾つかの実施形態に係る処理チャンバの多電極カソードに電力供給するための方法を示すフロー図である。FIG. 2 is a flow diagram illustrating a method for powering a multi-electrode cathode of a processing chamber according to some embodiments.

[0022]本明細書では、基板の表面積全体でプラズマを制御するための実施形態を説明する。本開示は、静電チャックとしても機能する基板支持体又はペデスタルに埋め込まれた複数のメッシュに対するRF電力の分布を調整するための高周波(RF)回路及び方法を提供する。本明細書に記載の方法及びシステムは、埋め込まれたメッシュがRF電力の供給源(例えば、1つの電極又は複数の電極)であるか、又はメッシュがRF電力の供給先(例えば、グラウンド)であるかにかかわらず適用され得る。本明細書に開示される実施形態は、基板の上方のプラズマプロファイルの均一性を変調することを可能にする。プラズマ分布を変化させることで、例えば、堆積速度、膜応力、屈折率、ならびに他のパラメータを含む基板上の膜パラメータに改善された均一性がもたらされる。 [0022] Embodiments for controlling a plasma across the surface area of a substrate are described herein. The present disclosure provides radio frequency (RF) circuits and methods for adjusting the distribution of RF power to a plurality of meshes embedded in a substrate support or pedestal that also functions as an electrostatic chuck. The methods and systems described herein may be characterized in that the implanted mesh is a source of RF power (e.g., one electrode or multiple electrodes) or that the mesh is a destination for RF power (e.g., ground). It can be applied regardless of whether Embodiments disclosed herein allow modulating the uniformity of the plasma profile above the substrate. Varying the plasma distribution provides improved uniformity of film parameters on the substrate, including, for example, deposition rate, film stress, refractive index, and other parameters.

[0023]図1は、幾つかの実施形態に係る処理チャンバ100を示す断面図である。図示したように、処理チャンバ100は、基板154をエッチングするのに適したエッチングチャンバであってよい。本明細書に記載の実施形態の恩恵を受けるように適合され得る処理チャンバの例としては、カリフォルニア州サンタクララに位置するアプライドマテリアルズ社から市販されているProducer(登録商標)Etch Processing Chamber、及びPrecision(商標)Processing Chamberが挙げられ得る。他の製造業者からのものを含む他の処理チャンバが、これらの実施形態から利益を得るように適合され得ると考えられる。 [0023] FIG. 1 is a cross-sectional view of a processing chamber 100 according to some embodiments. As illustrated, processing chamber 100 may be an etch chamber suitable for etching a substrate 154. Examples of processing chambers that may be adapted to benefit from the embodiments described herein include the Producer® Etch Processing Chamber, commercially available from Applied Materials, Inc., located in Santa Clara, California; Precision™ Processing Chamber may be mentioned. It is contemplated that other processing chambers, including those from other manufacturers, may be adapted to benefit from these embodiments.

[0024]処理チャンバ100は、様々なプラズマプロセスに使用することができる。例えば、処理チャンバ100は、1又は複数のエッチング剤を用いたドライエッチングを実行するために使用され得る。処理チャンバは、前駆体C(x及びyは既知の化合物の値を表す)、O、NF、又はそれらの組み合わせからのプラズマ点火に使用することができる。別の例では、処理チャンバ100は、1又は複数の前駆体を用いたプラズマ化学気相堆積(PECVD)プロセスに使用され得る。 [0024] Processing chamber 100 may be used for a variety of plasma processes. For example, processing chamber 100 may be used to perform dry etching using one or more etchants. The processing chamber can be used for plasma ignition from precursors C x F y (where x and y represent known compound values), O 2 , NF 3 , or combinations thereof. In another example, processing chamber 100 may be used for a plasma enhanced chemical vapor deposition (PECVD) process using one or more precursors.

[0025]処理チャンバ100は、チャンバ本体102と、リッドアセンブリ106と、支持アセンブリ104とを含み得る。リッドアセンブリ106は、チャンバ本体102の上端部に位置決めされる。支持アセンブリ104は、チャンバ本体102内に配置されていてよく、リッドアセンブリ106は、チャンバ本体102に結合され、支持アセンブリ104を処理領域120に封入し得る。チャンバ本体102は、チャンバ本体102の側壁に形成されたスリットバルブを含み得る移送ポート126を含み得る。移送ポート126は、基板移送のための基板ハンドリングロボット(図示せず)による処理領域120の内部へのアクセスを可能にするために、選択的に開閉され得る。 [0025] Processing chamber 100 may include a chamber body 102, a lid assembly 106, and a support assembly 104. Lid assembly 106 is positioned at the upper end of chamber body 102 . Support assembly 104 may be disposed within chamber body 102 and lid assembly 106 may be coupled to chamber body 102 to enclose support assembly 104 within processing region 120. Chamber body 102 may include a transfer port 126 that may include a slit valve formed in a sidewall of chamber body 102 . Transfer port 126 may be selectively opened and closed to allow access to the interior of processing area 120 by a substrate handling robot (not shown) for substrate transfer.

[0026]電極108は、リッドアセンブリ106の一部として設けることができる。電極108は、プロセスガスを処理領域120内に受け入れるための複数の開口部118を有するガス分配プレート112としても機能し得る。プロセスガスは、導管114を介して処理チャンバ100に供給することができ、プロセスガスは、開口部118を通って流れる前に、ガス混合領域116に入り得る。電極108は、RFジェネレータ、DC電力、パルスDC電力、パルスRF等の電力源に結合され得る。アイソレータ110は、電極108に接触し、電極108をチャンバ本体102から電気的及び熱的に分離させることができる。アイソレータ110は、酸化アルミニウム、窒化アルミニウム、及び/又は他のセラミック又は金属酸化物等の誘電体材料を用いて構築され得る。ヒータ119は、ガス分配プレート112に結合され得る。ヒータ119はまた、AC電源にも結合され得る。 [0026] Electrode 108 may be provided as part of lid assembly 106. Electrode 108 may also function as a gas distribution plate 112 having a plurality of openings 118 for receiving process gas into processing region 120. Process gases may be supplied to processing chamber 100 via conduit 114 and may enter gas mixing region 116 before flowing through opening 118. Electrode 108 may be coupled to a power source such as an RF generator, DC power, pulsed DC power, pulsed RF, or the like. Isolator 110 can contact electrode 108 and electrically and thermally isolate electrode 108 from chamber body 102 . Isolator 110 may be constructed using dielectric materials such as aluminum oxide, aluminum nitride, and/or other ceramic or metal oxides. Heater 119 may be coupled to gas distribution plate 112. Heater 119 may also be coupled to an AC power source.

[0027]支持アセンブリ104は、チャンバ本体102の底面を通って延在するシャフト144を介してリフト機構に結合され得る。リフト機構は、シャフト144の周囲からの真空漏れを防止するベローズによってチャンバ本体102に柔軟に密閉され得る。リフト機構は、基板154を電極108に近接して載置するために、チャンバ本体102内において移送位置と多数のプロセス位置との間で支持アセンブリ104を垂直に移動させることを可能にし得る。 [0027] The support assembly 104 may be coupled to the lift mechanism via a shaft 144 that extends through the bottom of the chamber body 102. The lift mechanism may be flexibly sealed to the chamber body 102 by a bellows that prevents vacuum leakage around the shaft 144. The lift mechanism may enable vertical movement of the support assembly 104 between a transfer position and multiple process positions within the chamber body 102 to place the substrate 154 in close proximity to the electrode 108.

[0028]支持アセンブリ104は、金属材料又はセラミック材料から形成されていてよい。例えば、アルミニウム、酸化アルミニウム、窒化アルミニウム、酸化アルミニウム/窒化物混合物等の金属酸化物、窒化物、又は酸化物/窒化物混合物、及び/又は他の同様の材料を使用することができる。典型的な実装態様では、支持アセンブリ104に1又は複数のペデスタル電極が含まれていてよい。1又は複数のペデスタル電極は、処理領域120のプラズマにRFエネルギーを供給するように構成され得る。例えば、支持アセンブリ104の1又は複数のペデスタル電極にRFエネルギーを供給するために、RF源160がチャンバ本体102の外側に設けられていてよい。RFエネルギーは、1又は複数のペデスタル電極を通して、ガス分配プレート112(「シャワーヘッド」とも称される)を通して堆積される処理領域120のガスに伝達され、プラズマを生成し得る。プラズマは、基板154上に材料の層を堆積させるために、基板154の上方に維持され得る。基板154上に材料を均一に堆積させるために、プラズマに伝達されるエネルギーは、基板154の表面積にわたって均一に維持されるべきである。 [0028] Support assembly 104 may be formed from a metallic or ceramic material. For example, metal oxides, nitrides, or oxide/nitride mixtures, such as aluminum, aluminum oxide, aluminum nitride, aluminum oxide/nitride mixtures, and/or other similar materials can be used. In typical implementations, support assembly 104 may include one or more pedestal electrodes. One or more pedestal electrodes may be configured to provide RF energy to the plasma in processing region 120. For example, an RF source 160 may be provided outside the chamber body 102 to provide RF energy to one or more pedestal electrodes of the support assembly 104. RF energy may be transmitted through one or more pedestal electrodes to the gas in the processing region 120 that is deposited through the gas distribution plate 112 (also referred to as a "showerhead") to generate a plasma. A plasma may be maintained above the substrate 154 to deposit a layer of material onto the substrate 154. In order to uniformly deposit material onto the substrate 154, the energy transferred to the plasma should be maintained uniformly across the surface area of the substrate 154.

[0029]多くの技術的課題により、この均一なプラズマの維持において困難が生じる可能性がある。第1の技術的課題は、プラズマに印加されるRFエネルギーの波長の大きさに関連する基板154の大きさを含む。RF源160は、約13MHz等の典型的な電圧で動作し得る。基板154が約2.0mから2.5mである場合、13MHzにおける波長の大きさは、基板154の直径のかなりの割合であり得る。プラズマ環境の内部では、その波長は、効果的に2分の1又は3分の1に縮小し得る。例えば、1/4波長が最小電圧と最大電圧との間で振動すると、エネルギーがチャンバ本体102のプラズマに伝達されるときに、基板154の表面全体に定在波が形成され得る。これにより、プラズマに著しい不均一性が生じ、基板154への材料の堆積が不均一になる場合がある。この効果は、全波長が基板154のサイズに匹敵し得る40MHz等の高電圧で更に顕著になる。波が振動すると、プラズマの電圧が最大の領域と、電圧がゼロの領域とが存在し、非常に不均一なプロセスとなり得る。したがって、ペデスタル電極によって生成された定在波が回転したとき、又は他の方法で経時的に移動したときに、不均一性が経時的に平均化され得るように、複数のペデスタル電極にわたってRF電圧を変調するための解決策が必要である。以下に説明するように、RF信号は、支持アセンブリ104の複数のポイントで複数の電極に印加され得る、及び/又は、定在波の形状は、異なる電極に印加される異なるRF信号の位相を調整することによって変調され得る。定在波パターンがプラズマを横切って素早く移動すると、不均一性が経時的に平均化され、プラズマが特定の結晶屈折を維持して、アモルファスの状態が保たれ得る。 [0029] A number of technical challenges can create difficulties in maintaining this uniform plasma. The first technical issue involves the size of the substrate 154 in relation to the wavelength size of the RF energy applied to the plasma. RF source 160 may operate at a typical voltage, such as about 13 MHz. If the substrate 154 is approximately 2.0 m to 2.5 m, the wavelength magnitude at 13 MHz may be a significant fraction of the diameter of the substrate 154. Inside a plasma environment, the wavelength can effectively be reduced by a factor of two or three. For example, as the quarter wavelength oscillates between minimum and maximum voltages, a standing wave may be formed across the surface of the substrate 154 as energy is transferred to the plasma in the chamber body 102. This may result in significant non-uniformity in the plasma and non-uniform deposition of material onto the substrate 154. This effect becomes even more pronounced at high voltages such as 40 MHz, where the total wavelength may be comparable to the size of substrate 154. When the waves oscillate, there are regions of maximum plasma voltage and regions of zero voltage, which can result in a highly non-uniform process. Therefore, when the standing wave generated by the pedestal electrodes rotates or otherwise moves over time, the RF voltage across multiple pedestal electrodes is such that non-uniformities can be averaged out over time. A solution is needed to modulate the As discussed below, RF signals may be applied to multiple electrodes at multiple points on support assembly 104, and/or the shape of the standing wave may change the phase of different RF signals applied to different electrodes. It can be modulated by adjusting. As the standing wave pattern moves quickly across the plasma, the inhomogeneities average out over time and the plasma can maintain a certain crystalline refraction and remain amorphous.

[0030]第2の技術的課題は、複数のペデスタル電極の各々に供給されるRF信号が等しくなるようにすることを含む。例えば、図1では、第1のペデスタル電極172と第2のペデスタル電極174とを用いたバイポーラチャッキングとして知られる方法が使用されている。バイポーラチャッキングは、第1のペデスタル電極172と第2のペデスタル電極174との間にDC電圧差を印加する方法である。この静電差は、基板154を支持アセンブリ104に保持する役割を果たす。これは、単一のペデスタル電極のみが使用される、又は単一のペデスタル電極にのみDC電圧が印加されるモノポーラチャッキングと対比され得る。モノポーラチャッキングは、回路を完成させるためにプラズマにエネルギーが印加されたときにのみ有効になる。バイポーラチャッキングは、RF源160から第1のペデスタル電極172及び第2のペデスタル電極174の各々への2つの別々の電気経路を用いる。図1の例では、第1のDC電圧源162が、第1のペデスタル電極172の第1の電気経路に適用される。第2のDC電圧源164は、第2のペデスタル電極174の第2の電気経路に適用される。第1の電気経路は、DC電圧源162、164を互いに絶縁するために、第1のキャパシタ166を含んでいてよく、第2の電気経路は、第2のキャパシタ168を含んでいてよい。幾つかの実施形態では、各キャパシタ166、168は、DC電圧を遮断するために、50nF等の比較的大きいものであってよい。しかしながら、RF源160の出力を2つの電気経路に分割すると、各ペデスタル電極172、174に伝送されるRFエネルギーの量が異なることがある。したがって、2つのペデスタル電極172,174間のプッシュプル等化を確保しつつ、絶縁を維持するための解決策が必要である。 [0030] A second technical problem includes ensuring that the RF signals provided to each of the plurality of pedestal electrodes are equal. For example, in FIG. 1, a method known as bipolar chucking using a first pedestal electrode 172 and a second pedestal electrode 174 is used. Bipolar chucking is a method of applying a DC voltage difference between the first pedestal electrode 172 and the second pedestal electrode 174. This electrostatic difference serves to hold the substrate 154 to the support assembly 104. This may be contrasted with monopolar chucking, where only a single pedestal electrode is used or a DC voltage is applied to only a single pedestal electrode. Monopolar chucking becomes effective only when energy is applied to the plasma to complete the circuit. Bipolar chucking uses two separate electrical paths from RF source 160 to each of first pedestal electrode 172 and second pedestal electrode 174. In the example of FIG. 1, a first DC voltage source 162 is applied to the first electrical path of the first pedestal electrode 172. A second DC voltage source 164 is applied to a second electrical path of a second pedestal electrode 174 . The first electrical path may include a first capacitor 166 and the second electrical path may include a second capacitor 168 to isolate the DC voltage sources 162, 164 from each other. In some embodiments, each capacitor 166, 168 may be relatively large, such as 50 nF, to block DC voltage. However, splitting the output of the RF source 160 into two electrical paths may result in a different amount of RF energy being transmitted to each pedestal electrode 172, 174. Therefore, a solution is needed to maintain insulation while ensuring push-pull equalization between the two pedestal electrodes 172, 174.

[0031]第1のペデスタル電極172及び第2のペデスタル電極174は、支持アセンブリ104に設けることができる。第1のペデスタル電極172及び第2のペデスタル電極174は、支持アセンブリ104内に埋め込まれ得る、及び/又は支持アセンブリ104の表面に結合され得る。第1のペデスタル電極172及び第2のペデスタル電極174は、プレート、有孔プレート、メッシュ、ワイヤスクリーン、又は任意の他の分散型導電性配置であってよい。図1に2つのペデスタル電極のみを図示したが、他の実施形態では、以下に詳細に説明するように、支持アセンブリ104において異なる形状寸法及び/又は配置を有する2つより多いペデスタル電極を使用することができる。 [0031] A first pedestal electrode 172 and a second pedestal electrode 174 may be provided on the support assembly 104. First pedestal electrode 172 and second pedestal electrode 174 may be embedded within support assembly 104 and/or coupled to a surface of support assembly 104. The first pedestal electrode 172 and the second pedestal electrode 174 may be a plate, perforated plate, mesh, wire screen, or any other distributed conductive arrangement. Although only two pedestal electrodes are illustrated in FIG. 1, other embodiments use more than two pedestal electrodes with different geometries and/or placements in support assembly 104, as described in detail below. be able to.

[0032]図2は、幾つかの実施形態に係る2つのペデスタル電極の構成を示す図である。この例では、第1のペデスタル電極172及び第2のペデスタル電極174は、支持アセンブリ104を半分に分割していてよく、ペデスタル電極172、174は各々、実質的に支持アセンブリ104の約半分を占めるように配置される。例えば、各ペデスタル電極172、174は、支持アセンブリ104の面積のほぼ半分を占める「D」又は半円の形状であってよい。支持アセンブリ104の中心において2つのペデスタル電極172、174間に間隙が維持されていてよく、これにより、ペデスタル電極172、174が支持アセンブリ104内で互いに電気的に絶縁されたままになり得る。 [0032] FIG. 2 is a diagram illustrating a two pedestal electrode configuration according to some embodiments. In this example, first pedestal electrode 172 and second pedestal electrode 174 may divide support assembly 104 in half, with pedestal electrodes 172, 174 each occupying substantially about half of support assembly 104. It is arranged like this. For example, each pedestal electrode 172, 174 may have a "D" or semicircular shape that occupies approximately half the area of the support assembly 104. A gap may be maintained between the two pedestal electrodes 172 , 174 at the center of the support assembly 104 so that the pedestal electrodes 172 , 174 may remain electrically isolated from each other within the support assembly 104 .

[0033]図2は、各ペデスタル電極172、174を、矩形パターンに形成されたワイヤメッシュとして図示している。例えば、ワイヤメッシュは、支持アセンブリ104に使用される材料と同様の熱膨張係数を有するモリブデン等の材料から形成されていてよい。これにより、処理チャンバが動作しているときに熱が支持アセンブリ104及び基板154に加わると、支持アセンブリ104及びペデスタル電極172、174が均一に膨張及び収縮する。幾つかの実施形態では、ペデスタル電極172、174によって形成されるメッシュ矩形パターンは、厚さ約0.05mmのワイヤを有する約1.0mmピッチの正矩形パターンを含み得る。 [0033] FIG. 2 illustrates each pedestal electrode 172, 174 as a wire mesh formed in a rectangular pattern. For example, the wire mesh may be formed from a material such as molybdenum that has a similar coefficient of thermal expansion to the material used for support assembly 104. This causes support assembly 104 and pedestal electrodes 172, 174 to uniformly expand and contract as heat is applied to support assembly 104 and substrate 154 during operation of the processing chamber. In some embodiments, the mesh rectangular pattern formed by the pedestal electrodes 172, 174 may include a regular rectangular pattern with a pitch of about 1.0 mm with wires about 0.05 mm thick.

[0034]図3は、幾つかの実施形態に係る複数のペデスタル電極の代替構成を示す図である。この例では、支持アセンブリ104は、支持アセンブリ104の象限に配置された4つのペデスタル電極302、304、306、308を含み得る。各電極302、304、306、308は、上述したように、ワイヤメッシュを用いて形成され得る。ワイヤメッシュは、支持アセンブリ104の象限を実質的に満たすパイ型形状寸法を形成するように配置され得る。図3に図示した4つのペデスタル電極302、304、306、308は、例示としてのみ提供されるものであり、限定するものではないことに留意されたい。他の実施形態では、支持アセンブリ104の形状寸法を任意の数の小区画に分割することによって、より多くの又はより少ないペデスタル電極を使用することができる。例えば、支持アセンブリ104を8つの八分体に分割することによって8つのペデスタル電極を使用することができ、ペデスタル電極は、結果として生じる8つの各八分体を実質的に満たすように形成され得る。 [0034] FIG. 3 is a diagram illustrating an alternative configuration of multiple pedestal electrodes according to some embodiments. In this example, support assembly 104 may include four pedestal electrodes 302 , 304 , 306 , 308 positioned in quadrants of support assembly 104 . Each electrode 302, 304, 306, 308 may be formed using wire mesh, as described above. The wire mesh may be arranged to form a pie-shaped geometry that substantially fills a quadrant of the support assembly 104. Note that the four pedestal electrodes 302, 304, 306, 308 illustrated in FIG. 3 are provided by way of example only and not limitation. In other embodiments, more or fewer pedestal electrodes may be used by dividing the geometry of support assembly 104 into any number of subsections. For example, eight pedestal electrodes may be used by dividing the support assembly 104 into eight octants, and the pedestal electrodes may be formed to substantially fill each of the resulting eight octants. .

[0035]図4は、幾つかの実施形態に係る支持アセンブリ104の中心部分と支持アセンブリ104の外側部分との間でRFエネルギーのバランスをとるために使用されるペデスタル電極構成を示す図である。この例では、第1のペデスタル電極404は、支持アセンブリ104の中央部分をほぼ占める円形メッシュとして、第1の円形形状を形成し得る。第2のペデスタル電極402は、第1のペデスタル電極404の周囲にリングを形成して、支持アセンブリ104の外側エッジと第1のペデスタル電極404の外側境界との間に残る空間を実質的に占めるリングメッシュを形成し得る。第2のペデスタル電極402は、第1のペデスタル電極404の周囲に同心円状のリングを形成し得る。この形状寸法により、中央の第1のペデスタル電極404に第1のRF信号を印加し、第2のペデスタル電極402に第2のRF信号を印加することができる。これら2つのRF信号間の相対的な位相の調整を使用して、支持アセンブリ104の中央部分と支持アセンブリ104の外側部分との間でプラズマに発生するエネルギーの形状を振動させることができる。 [0035] FIG. 4 is a diagram illustrating a pedestal electrode configuration used to balance RF energy between a central portion of support assembly 104 and an outer portion of support assembly 104, according to some embodiments. . In this example, first pedestal electrode 404 may form a first circular shape as a circular mesh that generally occupies a central portion of support assembly 104 . The second pedestal electrode 402 forms a ring around the first pedestal electrode 404 to substantially occupy the remaining space between the outer edge of the support assembly 104 and the outer boundary of the first pedestal electrode 404. A ring mesh may be formed. The second pedestal electrode 402 may form a concentric ring around the first pedestal electrode 404. This geometry allows a first RF signal to be applied to the central first pedestal electrode 404 and a second RF signal to be applied to the second pedestal electrode 402. Adjusting the relative phase between these two RF signals can be used to oscillate the shape of the energy generated in the plasma between the central portion of support assembly 104 and the outer portion of support assembly 104.

[0036]図5は、幾つかの実施形態に係る2つのペデスタル電極間の等化プッシュプル信号を維持しながら、誘導結合を使用して異なるペデスタル電極間の電気経路を絶縁するRF電源回路570の構成を示す図である。RF電源回路570は、RF源502を含み得る。RF源には、ローエンドの350kHzから超高周波(VHF)範囲の周波数まで、様々な周波数が使用され得る。例えば、幾つかの実施形態では、13.56MHz、27.12MHz、又は40.68MHz等の周波数が使用され得る。RF源502は、RF電力を伝播し、RF源502から発信されるものとして説明されるRF信号を生成し得る。RF源502は、1又は複数の誘導素子と直列に結合され得る。例えば、図5は、誘導素子504及び別の誘導素子506を図示する。幾つかの実施形態では、誘導素子504、506の値は、約1μH等の値とほぼ等しく、約0.1μHから約10μHの範囲であってよい。RF源502、誘導素子504、及び誘導素子506は、電源回路570において「第1の」回路経路と称され得る連続的な回路経路を形成し得る。1又は複数の誘導素子は、誘導素子504及び誘導素子506等の2つの離散誘導素子を含み得る。また、1又は複数の誘導素子は、2つより多い又は2つより少ない誘導素子を含み得る。また、1又は複数の誘導素子は、図5に示すように、導電又は有線経路を通してRF源502に導電結合されていてよく、これは、従来の誘導結合と対比され得る。 [0036] FIG. 5 illustrates an RF power circuit 570 that uses inductive coupling to isolate electrical paths between different pedestal electrodes while maintaining an equalized push-pull signal between two pedestal electrodes, according to some embodiments. FIG. RF power circuit 570 may include RF source 502. A variety of frequencies may be used for the RF source, from the low end of 350 kHz to frequencies in the very high frequency (VHF) range. For example, in some embodiments, frequencies such as 13.56 MHz, 27.12 MHz, or 40.68 MHz may be used. RF source 502 may propagate RF power and generate RF signals described as originating from RF source 502. RF source 502 may be coupled in series with one or more inductive elements. For example, FIG. 5 illustrates an inductive element 504 and another inductive element 506. In some embodiments, the value of the inductive elements 504, 506 is approximately equal to a value, such as about 1 μH, and may range from about 0.1 μH to about 10 μH. RF source 502, inductive element 504, and inductive element 506 may form a continuous circuit path in power circuit 570 that may be referred to as a “first” circuit path. The one or more inductive elements may include two discrete inductive elements, such as inductive element 504 and inductive element 506. Also, the one or more inductive elements may include more or less than two inductive elements. The one or more inductive elements may also be conductively coupled to the RF source 502 through a conductive or wired path, as shown in FIG. 5, which may be contrasted with conventional inductive coupling.

[0037]電源回路570はまた、第1の回路経路から導電的に絶縁され得る第2の回路経路を含み得る。直接的な導電経路を有する代わりに、第2の回路経路は、第1の回路経路に誘導結合されていてよい。例えば、第2の回路経路は、誘導素子508と別の誘導素子510とを含み得る。これらの誘導素子508、510は、RF源502から供給されるRF信号が誘導素子504、506から誘導素子508、510に伝達されるように誘導素子504、506に誘導結合され得る。幾つかの実施形態では、誘導素子504及び誘導素子508は、誘導素子504、508間の誘導結合を最大限に高めるために、トロイド構成でインターリーブされ得る。誘導素子506及び誘導素子510も、同様の方法で配置され得る。 [0037] Power circuit 570 may also include a second circuit path that may be conductively isolated from the first circuit path. Instead of having a direct conductive path, the second circuit path may be inductively coupled to the first circuit path. For example, the second circuit path may include inductive element 508 and another inductive element 510. These inductive elements 508, 510 may be inductively coupled to the inductive elements 504, 506 such that an RF signal provided from the RF source 502 is communicated from the inductive elements 504, 506 to the inductive elements 508, 510. In some embodiments, inductive element 504 and inductive element 508 may be interleaved in a toroidal configuration to maximize inductive coupling between inductive elements 504, 508. Inductive element 506 and inductive element 510 may be arranged in a similar manner.

[0038]誘導素子508及び誘導素子510は、容量素子512によって分離され得る。容量素子512は、約50nF以上等の比較的大きい容量値を有するキャパシタを使用して実装され得る。容量素子512の容量値は、RF源502からのRF信号に低インピーダンスを提供し、そうでなければ誘導素子508と誘導素子510との間を通過するであろう全てのDC信号を遮断するのに十分に大きいものとなるように、比較的大きくてよい。誘導素子504及び誘導素子506を「1又は複数の誘導素子」と呼ぶ場合、誘導素子508及び誘導素子510は、それぞれ第1/第2の誘導素子と呼ばれ得ることに留意されたい。 [0038] Inductive element 508 and inductive element 510 may be separated by capacitive element 512. Capacitive element 512 may be implemented using a capacitor having a relatively large capacitance value, such as about 50 nF or more. The capacitance value of capacitive element 512 provides a low impedance to RF signals from RF source 502 and blocks any DC signals that would otherwise pass between inductive element 508 and inductive element 510. It can be relatively large so that it is large enough to Note that when inductive element 504 and inductive element 506 are referred to as "inductive element(s)," inductive element 508 and inductive element 510 may be referred to as first/second inductive elements, respectively.

[0039]電源回路570はまた、第1のDC電圧源162及び第2のDC電圧源164を含み得る。第1のDC電圧源162は、誘導素子508に導電結合されていてよく、第2のDC電圧源164は、素子510に導電結合されていてよい。第1のDC電圧源162及び第2のDC電圧源164は、第1のDC電圧源162と第2のDC電圧源164との間に電圧差が確立し得るように構成され得る。容量素子512は、RF電源回路570において、第1のDC電圧源162からのDC信号を第2のDC電圧源164からのDC信号から絶縁し得る。これらのDC電圧源162,164間の電圧差は、容量素子512全体で確立され得る。 [0039] Power supply circuit 570 may also include a first DC voltage source 162 and a second DC voltage source 164. A first DC voltage source 162 may be conductively coupled to inductive element 508 and a second DC voltage source 164 may be conductively coupled to element 510. The first DC voltage source 162 and the second DC voltage source 164 may be configured such that a voltage difference may be established between the first DC voltage source 162 and the second DC voltage source 164. Capacitive element 512 may isolate the DC signal from first DC voltage source 162 from the second DC voltage source 164 in RF power circuit 570 . A voltage difference between these DC voltage sources 162, 164 may be established across capacitive element 512.

[0040]第1のDC電圧源162に導電結合された誘導素子508の出力は、第1のペデスタル電極172に結合され得る。同様に、第2のDC電圧源164に導電結合された誘導素子510の出力も、第2のペデスタル電極174に導電結合され得る。これらのRF信号は、ペデスタル電極172、174への電気経路を提供する2つのロッドを通過し得る。この配置により、第1のDC電圧源162と第2のDC電圧源164との間の電圧差によって、基板154を支持アセンブリ104上に保持するためにバイポーラチャッキングを使用することが可能になる。したがって、誘導素子508は、1又は複数の誘導素子(例えば、誘導素子508、510)に誘導結合され、RF源から発信されるRF電力の第1の部分を1又は複数の誘導素子を通して受信し、RF源から発信されるRF電力の第1の部分を処理チャンバ120の第1のペデスタル電極172に供給するよう構成された「第1の」誘導素子とみなすことができる。同様に、誘導素子510は、1又は複数の誘導素子(例えば、誘導素子508、510)に誘導結合され、RF源から発信されるRF電力の第2の部分を1又は複数の誘導素子を通して受信し、RF源から発信されるRF電力の第2の部分を処理チャンバ120の第2のペデスタル電極174に供給するように構成された「第2の」誘導素子とみなすことができる。 [0040] The output of the inductive element 508 conductively coupled to the first DC voltage source 162 may be coupled to the first pedestal electrode 172. Similarly, the output of inductive element 510 that is conductively coupled to second DC voltage source 164 may also be conductively coupled to second pedestal electrode 174 . These RF signals may pass through two rods that provide an electrical path to the pedestal electrodes 172, 174. This arrangement allows the voltage difference between the first DC voltage source 162 and the second DC voltage source 164 to use bipolar chucking to hold the substrate 154 on the support assembly 104. . Accordingly, inductive element 508 is inductively coupled to one or more inductive elements (e.g., inductive elements 508, 510) and receives a first portion of RF power transmitted from an RF source through the one or more inductive elements. , may be considered a “first” inductive element configured to provide a first portion of RF power emitted from the RF source to the first pedestal electrode 172 of the processing chamber 120. Similarly, inductive element 510 is inductively coupled to one or more inductive elements (e.g., inductive elements 508, 510) and receives a second portion of RF power transmitted from the RF source through the one or more inductive elements. However, it can be considered a "second" inductive element configured to provide a second portion of RF power emitted from the RF source to the second pedestal electrode 174 of the processing chamber 120.

[0041]容量素子512は、2つのペデスタル電極172、174の間にDC絶縁を提供するためのブロッキングキャパシタとして機能し得る。これにより、バイポーラチャッキングが可能になり、RFが容量素子512を通過することができる。この配置はまた、第1のペデスタル電極172に結合されたRF信号と第2のペデスタル電極174に結合されたRF信号との間にプッシュプル関係を確立する。これにより、各ペデスタル電極172,174において信号が同じになる。プッシュプル関係を有するペデスタル電極172,174によってRF信号が支持アセンブリ104に供給される場合、2つの電極位置は各々、約180°位相がずれていてよい。 [0041] Capacitive element 512 may function as a blocking capacitor to provide DC isolation between the two pedestal electrodes 172, 174. This enables bipolar chucking and allows RF to pass through the capacitive element 512. This arrangement also establishes a push-pull relationship between the RF signals coupled to the first pedestal electrode 172 and the second pedestal electrode 174. This makes the signals the same at each pedestal electrode 172, 174. When RF signals are provided to support assembly 104 by pedestal electrodes 172, 174 having a push-pull relationship, the two electrode positions may each be approximately 180 degrees out of phase.

[0042]一実装態様では、第2のペデスタル電極174は、第1のペデスタル電極172よりも大きい表面積を有し得る。一実装態様では、第2のペデスタル電極174は、第1のペデスタル電極172よりも大きい直径を有し得る。第2のペデスタル電極174は、第1のペデスタル電極172を囲んでいてよい。一実装態様では、第1のペデスタル電極172は、第1のRF電極として機能しつつ、チャック電極として機能し得る。第2のペデスタル電極174は、第1のペデスタル電極172と共にプラズマを調整する第2のRF電極であってよい。第1のペデスタル電極172及び第2のペデスタル電極174は、同じ周波数で電力を印加し得る、又は異なる周波数で電力を印加し得る。プラズマを調整するために、第1のペデスタル電極172及び第2のペデスタル電極174の一方又は両方へのRF電力を変化させることが可能である。例えば、第1のペデスタル電極172及び第2のペデスタル電極174の一方又は両方からのRFエネルギーを監視するために、センサ(図示せず)が使用され得る。センサデバイスからのデータは、伝達され、第1のペデスタル電極172のRF源及び/又は第2のペデスタル電極174のRF源502に印加される電力を変化させるために利用され得る。 [0042] In one implementation, second pedestal electrode 174 may have a larger surface area than first pedestal electrode 172. In one implementation, second pedestal electrode 174 may have a larger diameter than first pedestal electrode 172. A second pedestal electrode 174 may surround the first pedestal electrode 172. In one implementation, first pedestal electrode 172 can function as a chuck electrode while functioning as a first RF electrode. The second pedestal electrode 174 may be a second RF electrode that conditions the plasma along with the first pedestal electrode 172. First pedestal electrode 172 and second pedestal electrode 174 may apply power at the same frequency or may apply power at different frequencies. The RF power to one or both of the first pedestal electrode 172 and the second pedestal electrode 174 can be varied to tune the plasma. For example, sensors (not shown) may be used to monitor RF energy from one or both of first pedestal electrode 172 and second pedestal electrode 174. Data from the sensor device may be communicated and utilized to vary the power applied to the RF source of the first pedestal electrode 172 and/or the RF source 502 of the second pedestal electrode 174.

[0043]本明細書で使用する第1、第2、第3、第4、第5等の用語は、単に同様の回路素子の異なる例を区別するために使用される。例えば、「第1の」誘導素子508は、「第2の」誘導素子510と区別され得る。この用語は、これらの素子の順序、優先順位、重要性、又はその他任意の実質的な特性を意味するものではなく、1つの素子を他の素子から区別するためにのみ使用される。また、これにより、第1/第2ラベルが任意の2つの素子を区別するために使用され得ることに留意されたい。したがって、これらのラベルは絶対的なものではなく、相対的なものである。 [0043] As used herein, the terms first, second, third, fourth, fifth, etc. are used merely to distinguish between different instances of similar circuit elements. For example, "first" inductive element 508 may be distinguished from "second" inductive element 510. This term does not imply any order, priority, importance, or any other substantive characteristic of the elements, and is only used to distinguish one element from another. Note also that this allows the first/second label to be used to distinguish between any two elements. Therefore, these labels are relative rather than absolute.

[0044]図6は、幾つかの実施形態に係る2つの異なるRF信号をペデスタル電極に注入し得る電源回路670を示す図である。この例では、第2のRF源602が、電源回路670に追加され得る。幾つかの実施形態では、RF源502に13.56MHzの周波数を使用し、第2のRF源602に40.68MHzの信号を使用し得る。第2のRF源602の周波数は、RF源502の周波数とは異なっていてよい。第2のRF源602は、RF源502の第1の回路経路について上述したように配置された誘導素子604、606を含む第3の回路経路を形成し得る。第3の回路経路は、容量素子612によって分離された誘導素子608、610を用いて第2の回路経路に誘導結合され得る。容量素子612は、容量素子512と同様であってよく、約50nF以上等の比較的大きい容量値を有し、これにより、第1のDC電圧源162が第2のDC電圧源164から絶縁された状態が保たれる。場合によっては、第1及び第3の回路経路間の誘導素子604、606、608、610の値は、第1及び第2の回路経路間の誘導素子504、506、508、510に用いられる値と異なっていてよい。例えば、誘導素子604、606、608、610は、RF源502からのRF信号を遮断しながら第2のRF源602からのRF信号を通過させるインダクタンス値で構成され得る。同様に、誘導素子504、506、508、510は、第2のRF源602からのRF信号を遮断しながらRF源502からのRF信号を通過させるインダクタンス値を有するように構成され得る。 [0044] FIG. 6 is a diagram illustrating a power supply circuit 670 that may inject two different RF signals into a pedestal electrode according to some embodiments. In this example, a second RF source 602 may be added to power supply circuit 670. In some embodiments, RF source 502 may use a frequency of 13.56 MHz and second RF source 602 may use a 40.68 MHz signal. The frequency of second RF source 602 may be different than the frequency of RF source 502. The second RF source 602 may form a third circuit path that includes inductive elements 604, 606 arranged as described above for the first circuit path of the RF source 502. The third circuit path may be inductively coupled to the second circuit path using inductive elements 608, 610 separated by a capacitive element 612. Capacitive element 612 may be similar to capacitive element 512 and has a relatively large capacitance value, such as about 50 nF or more, thereby isolating first DC voltage source 162 from second DC voltage source 164. The condition is maintained. In some cases, the values of the inductive elements 604, 606, 608, 610 between the first and third circuit paths are the values used for the inductive elements 504, 506, 508, 510 between the first and second circuit paths. It may be different from For example, inductive elements 604, 606, 608, 610 may be configured with an inductance value that passes RF signals from second RF source 602 while blocking RF signals from RF source 502. Similarly, inductive elements 504, 506, 508, 510 may be configured to have an inductance value that passes RF signals from RF source 502 while blocking RF signals from second RF source 602.

[0045]この配置により、2つの異なる周波数をペデスタル電極172、174に同時に注入することができる。2つのペデスタル電極172、174の使用は、例示のためにのみ提供され、限定するものではないことに留意されたい。他の実施形態では、図6に示す回路素子を複製することによって、任意の数のペデスタル電極を使用することができる。同様に、2つの異なる周波数の使用は、例示のためにのみ提供され、限定することを意味するものではない。他の実施形態では、異なる周波数及び対応するインダクタンス値を有するRF源を用いて図6に示す回路経路を複製することによって、任意の数の異なる周波数をペデスタル電極に注入することができる。 [0045] This arrangement allows two different frequencies to be injected into the pedestal electrodes 172, 174 simultaneously. Note that the use of two pedestal electrodes 172, 174 is provided by way of example only and is not limiting. In other embodiments, any number of pedestal electrodes can be used by replicating the circuit elements shown in FIG. Similarly, the use of two different frequencies is provided by way of example only and is not meant to be limiting. In other embodiments, any number of different frequencies can be injected into the pedestal electrode by replicating the circuit path shown in FIG. 6 using RF sources with different frequencies and corresponding inductance values.

[0046]図7は、幾つかの実施形態に係る各ペデスタル電極172、174に送られるRF信号の均一性をスキューするための同調回路を含む電源回路770を示す図である。図7の電源回路770は、同調回路が第1のペデスタル電極172の入力に追加されていることを除いて、図5のRF電源回路570と同様である。同調回路は、第1のペデスタル電極172に供給される前にRF信号から電流を吸い上げるための寄生インダクタ702及び/又は寄生キャパシタ704を含み得る。その結果、これにより、第1のペデスタル電極172及び第2のペデスタル電極174によって送られるRF信号が非対称になる。これは、処理チャンバの不規則性を補償するために使用され得る。理想的な処理チャンバは、純粋に対称的なRF出力から利益を得ることができるが、多くの処理チャンバ(特に、小さいチャンバ)は、処理チャンバの電気的及び/又は物理的特性に基づいてプラズマに固有の異常が発生することがある。同調回路を使用して、電源回路772の一方の側の出力を調整することで、処理チャンバの異常を補償することができる。例えば、寄生キャパシタ704及び/又は寄生インダクタ702を用いた第1のペデスタル電極172のRF出力の調整を使用することで、プラズマで生成されるRF波形を一方から他方にスキューすることができる。 [0046] FIG. 7 is a diagram illustrating a power supply circuit 770 that includes a tuning circuit for skewing the uniformity of the RF signal sent to each pedestal electrode 172, 174, according to some embodiments. Power supply circuit 770 of FIG. 7 is similar to RF power supply circuit 570 of FIG. 5 except that a tuning circuit is added to the input of first pedestal electrode 172. Power supply circuit 770 of FIG. The tuning circuit may include a parasitic inductor 702 and/or a parasitic capacitor 704 to sink current from the RF signal before being applied to the first pedestal electrode 172. As a result, this causes the RF signals sent by the first pedestal electrode 172 and the second pedestal electrode 174 to be asymmetric. This can be used to compensate for irregularities in the processing chamber. Although an ideal processing chamber could benefit from purely symmetrical RF power, many processing chambers (especially small chambers) rely on the electrical and/or physical properties of the processing chamber to Specific abnormalities may occur. A tuned circuit can be used to adjust the output of one side of the power supply circuit 772 to compensate for processing chamber abnormalities. For example, adjusting the RF output of the first pedestal electrode 172 using a parasitic capacitor 704 and/or a parasitic inductor 702 can be used to skew the RF waveform generated in the plasma from one side to the other.

[0047]図8は、幾つかの実施形態に係る同調回路を有する支持アセンブリ104における同心円状配置のペデスタル電極802、804を示す図である。図8の電源回路770は、図7の電源回路770と同じであってよい。しかしながら、第1のペデスタル電極802は、支持アセンブリ104の中央部に円形のワイヤメッシュを形成し、第2のペデスタル電極804は、支持アセンブリ104の外周部に同心のリングを形成し得る。例えば、第1のペデスタル電極802及び第2のペデスタル電極804は、図4に示すように配置され得る。同調回路を上記のように使用して、処理チャンバに起因する中心からエッジまでの不均一性に対してプラズマで生成されるRF波形をスキューすることによって、処理チャンバの異常を補償することができる。 [0047] FIG. 8 is a diagram illustrating a concentric arrangement of pedestal electrodes 802, 804 in a support assembly 104 with tuned circuitry, according to some embodiments. Power supply circuit 770 in FIG. 8 may be the same as power supply circuit 770 in FIG. 7. However, the first pedestal electrode 802 may form a circular wire mesh at the center of the support assembly 104 and the second pedestal electrode 804 may form a concentric ring at the outer periphery of the support assembly 104. For example, first pedestal electrode 802 and second pedestal electrode 804 may be arranged as shown in FIG. 4. A tuned circuit can be used as described above to compensate for processing chamber anomalies by skewing the RF waveform generated in the plasma with respect to center-to-edge non-uniformities caused by the processing chamber. .

[0048]図9は、幾つかの実施形態に係る4象限の実装態様のための電源回路970を示す図である。第1のペデスタル電極910及び第2のペデスタル電極916は、図4に示すように、支持アセンブリ104の対向する象限を占めていてよい。同様に、第3のペデスタル電極912及び第4のペデスタル電極914もまた、対向する象限を占めていてよい。第1/第2のペデスタル電極910、916を駆動する電源回路970の回路(例えば、RF源502、誘導素子504、506、508、510、容量素子512等)は、第3/第4のペデスタル電極912、914(例えば、RF源902、誘導素子904、906、908、910、容量素子913、同調回路キャパシタ915及び同調インダクタ999)に個別に電力供給するために複製することができる。 [0048] FIG. 9 is a diagram illustrating a power supply circuit 970 for a four-quadrant implementation, according to some embodiments. First pedestal electrode 910 and second pedestal electrode 916 may occupy opposite quadrants of support assembly 104, as shown in FIG. Similarly, third pedestal electrode 912 and fourth pedestal electrode 914 may also occupy opposing quadrants. The circuits of the power supply circuit 970 that drive the first/second pedestal electrodes 910, 916 (e.g., RF source 502, inductive elements 504, 506, 508, 510, capacitive element 512, etc.) are connected to the third/fourth pedestal electrodes 910, 916. Electrodes 912, 914 (eg, RF source 902, inductive elements 904, 906, 908, 910, capacitive element 913, tuned circuit capacitor 915, and tuned inductor 999) can be replicated to individually power them.

[0049]この構成は、プラズマ周囲で振動フィールドを円形に回転させる回転プッシュプル回路を生成する。幾つかの実施形態では、RF源502とRF源902との間の周波数差により、フィールドがプラズマにおいて回転する速度が制御され得る。例えば、周波数差は、約1kHzから約100kHzであってよい。1kHzの差では、プラズマ周囲の回転は約1ミリ秒かかる場合があり、100kHzの差では、プラズマ周囲の回転は約10マイクロ秒かかる場合がある。一般に、プラズマにおけるフィールドの移動が、経時的に全ての瞬間的不均一性を平均化するのに十分であるためには、この範囲内の回転速度が望ましい。幾つかの実施形態では、周波数差は、RF源502が安定した電力を生成することを困難にし得る反射電力変動に関する問題を回避するために、5kHz以上に保たれ得る。 [0049] This configuration creates a rotating push-pull circuit that rotates the oscillating field circularly around the plasma. In some embodiments, the frequency difference between RF source 502 and RF source 902 can control the speed at which the field rotates in the plasma. For example, the frequency difference may be about 1 kHz to about 100 kHz. For a 1 kHz difference, rotation around the plasma may take approximately 1 millisecond, and for a 100 kHz difference, rotation around the plasma may take approximately 10 microseconds. Generally, rotational speeds within this range are desirable so that the movement of the field in the plasma is sufficient to average out any instantaneous inhomogeneities over time. In some embodiments, the frequency difference may be kept at 5 kHz or higher to avoid problems with reflected power fluctuations that can make it difficult for the RF source 502 to generate stable power.

[0050]図10は、幾つかの実施形態に係る図9に示す4電極構成における回転RFフィールドの効果を示す一連の図である。この例では、メッシュは、支持アセンブリ104上の4つの対になった象限に細分化され得る。プッシュプル駆動構成で動作する場合、定在波は、プラズマ周囲を振動及び回転の両方が可能である。プッシュプル対がわずかに異なる周波数で動作すると、プラズマの直径にわたる全体的なプッシュプルは、周波数差に等しい速度で滑らかに回転し、異なるメッシュの組み合わせの間を行ったり来たりし得る。図9に示すように同調素子を追加することができる、又は180度からずれたプッシュプル位相差を導入して、同じく回転する中心-エッジ成分を追加することができる。 [0050] FIG. 10 is a series of diagrams illustrating the effect of a rotating RF field in the four-electrode configuration shown in FIG. 9, according to some embodiments. In this example, the mesh may be subdivided into four paired quadrants on support assembly 104. When operating in a push-pull drive configuration, the standing wave is capable of both oscillating and rotating around the plasma. When the push-pull pairs operate at slightly different frequencies, the overall push-pull across the diameter of the plasma rotates smoothly with a speed equal to the frequency difference and can move back and forth between different mesh combinations. A tuning element can be added as shown in FIG. 9, or a push-pull phase difference offset from 180 degrees can be introduced to add a center-to-edge component that also rotates.

[0051]図11は、幾つかの実施形態に係る処理チャンバの多電極カソードに電力供給するための方法を示すフロー図1100である。本方法は、RF源を用いてRF電力を生成する(1102)ことを含み得る。RF源は、上述の周波数のいずれかを使用することができ、上述の図5~9のRF源502によって示すように、電源回路に統合され得る。 [0051] FIG. 11 is a flow diagram 1100 illustrating a method for powering a multi-electrode cathode of a processing chamber, according to some embodiments. The method may include generating 1102 RF power using an RF source. The RF source can use any of the frequencies mentioned above and can be integrated into the power circuit, as illustrated by RF source 502 in FIGS. 5-9 above.

[0052]本方法は、RF源に導電結合された1又は複数の誘導素子を通してRF電力を伝送すること(1104)も含み得る。1又は複数の誘導素子は、上記の図5~図9に示す誘導素子504、506等の1又は複数のインダクタを含み得る。単一の誘導素子が使用され得る、又は異なる実施形態では2つ以上の誘導素子が使用され得ることに留意されたい。 [0052] The method may also include transmitting RF power through one or more inductive elements conductively coupled to the RF source (1104). The one or more inductive elements may include one or more inductors, such as inductive elements 504, 506 shown in FIGS. 5-9 above. Note that a single inductive element may be used, or in different embodiments more than one inductive element.

[0053]本方法は、RF電力の第1の部分を1又は複数の誘導素子から第1の誘導素子に誘導結合させること(1106)を追加的に含み得る。例えば、RF電力の第1の部分は、RF源502からのRF電力のうち、上記の図5~図9において誘導素子504から誘導素子508に誘導結合される部分であってよい。 [0053] The method may additionally include inductively coupling (1106) a first portion of RF power from the one or more inductive elements to the first inductive element. For example, the first portion of RF power may be the portion of RF power from RF source 502 that is inductively coupled from inductive element 504 to inductive element 508 in FIGS. 5-9 above.

[0054]本方法は更に、RF電力の第1の部分を第1の誘導素子から処理チャンバの第1のペデスタル電極に供給すること(1108)を含み得る。例えば、RF電力のこの第1の部分は、上記の図5~図9に示すように、誘導素子508から第1のペデスタル電極172に供給され得る。 [0054] The method may further include providing (1108) a first portion of RF power from the first inductive element to a first pedestal electrode of the processing chamber. For example, this first portion of RF power may be provided from the inductive element 508 to the first pedestal electrode 172 as shown in FIGS. 5-9 above.

[0055]本方法は、RF電力の第2の部分を1又は複数の誘導素子から第2の誘導素子に誘導結合させること(1110)も含み得る。例えば、RF電力の第2の部分は、RF源502からのRF電力のうち、上記の図5~図9において誘導素子506から誘導素子510に誘導結合される部分であってよい。 [0055] The method may also include inductively coupling (1110) a second portion of RF power from the one or more inductive elements to the second inductive element. For example, the second portion of RF power may be the portion of the RF power from RF source 502 that is inductively coupled from inductive element 506 to inductive element 510 in FIGS. 5-9 above.

[0056]本方法は、RF電力の第2の部分を第2の誘導素子から処理チャンバの第2のペデスタル電極に供給すること(1112)を追加的に含み得る。例えば、RF電力のこの第2の部分は、上記の図5~図9に示すように、誘導素子510から第2のペデスタル電極174に供給され得る。 [0056] The method may additionally include providing (1112) a second portion of RF power from the second inductive element to a second pedestal electrode of the processing chamber. For example, this second portion of RF power may be provided from the inductive element 510 to the second pedestal electrode 174 as shown in FIGS. 5-9 above.

[0057]図11に示す具体的なステップは、様々な実施形態に係る処理チャンバの多電極カソードに電力供給する特定の方法を提供することを理解されたい。ステップの他の順序も、代替的な実施形態により実行され得る。例えば、代替的な実施形態は、上記に概説したステップを異なる順序で実行することができる。更に、図11に示す個々のステップは、個々のステップに適した様々な順序で実行され得る複数のサブステップを含み得る。更に、特定の用途に応じて、更なるステップを追加又は削除することができる。多くの変形、修正、及び代替案もまた、本開示の範囲内にある。 [0057] It should be appreciated that the specific steps illustrated in FIG. 11 provide a particular method of powering a multi-electrode cathode of a processing chamber according to various embodiments. Other orders of steps may also be performed according to alternative embodiments. For example, alternative embodiments may perform the steps outlined above in a different order. Furthermore, the individual steps shown in FIG. 11 may include multiple substeps that may be performed in various orders appropriate to the individual steps. Furthermore, further steps may be added or removed depending on the particular application. Many variations, modifications, and alternatives also fall within the scope of this disclosure.

[0058]本開示全体における用語「約」は、記載された値の-15%から+15%の範囲内で発生する値を説明するために使用され得る。例えば、約100nFの容量は、85nFから115nFの範囲内に入り得る。 [0058] The term "about" throughout this disclosure may be used to describe a value that occurs within a range of -15% to +15% of the stated value. For example, a capacitance of approximately 100 nF may fall within the range of 85 nF to 115 nF.

[0059]上記の記述では、説明の目的で、様々な実施形態を十分に理解できるように、多数の具体的な詳細が記載されている。しかしながら、幾つかの実施形態は、これらの具体的な詳細の一部がなくても実施され得ることが当業者には明らかとなろう。他の例では、周知の構造及びデバイスがブロック図の形態で示されている。 [0059] In the above description, for purposes of explanation, numerous specific details are set forth to provide a thorough understanding of the various embodiments. However, it will be apparent to those skilled in the art that some embodiments may be practiced without some of these specific details. In other instances, well-known structures and devices are shown in block diagram form.

[0060]前述の説明は、例示的な実施形態のみを提供するものであり、本開示の範囲、適用性、又は構成を限定することを意図していない。むしろ、さまざまな実施形態の前述の説明は、当業者に、少なくとも1つの実施形態を実装するための可能な開示を提供するものである。添付の特許請求の範囲に明記されるような幾つかの実施形態の主旨及び範囲から逸脱することなく、要素の機能及び配置に様々な変更を加えることができることを理解されたい。 [0060] The foregoing description provides example embodiments only and is not intended to limit the scope, applicability, or configuration of the present disclosure. Rather, the foregoing description of various embodiments will provide those skilled in the art with an enabling disclosure for implementing at least one embodiment. It should be understood that various changes may be made in the function and arrangement of elements without departing from the spirit and scope of the several embodiments as defined in the following claims.

[0061]前述の説明では、実施形態を十分に理解するために、具体的な詳細を示している。しかしながら、当業者であれば、実施形態はこれらの具体的な詳細なしに実施され得ることが理解されよう。例えば、回路、システム、ネットワーク、プロセス、及び他の構成要素は、不必要な詳細で実施形態を不明瞭にしないために、ブロック図の形態で構成要素として示されている場合がある。他の例では、周知の回路、プロセス、アルゴリズム、構造、及び技法が、実施形態を不明瞭にしないために、不必要な詳細なしに示されている場合がある。 [0061] The foregoing description sets forth specific details to provide a thorough understanding of the embodiments. However, one of ordinary skill in the art will understand that the embodiments may be practiced without these specific details. For example, circuits, systems, networks, processes, and other components may be shown as components in block diagram form in order not to obscure the embodiments in unnecessary detail. In other instances, well-known circuits, processes, algorithms, structures, and techniques may be shown without unnecessary detail in order not to obscure the embodiments.

[0062]また、個々の実施形態は、フローチャート、フロー図、データフロー図、構造図、又はブロック図として図示したプロセスとして説明されている場合があることに留意されたい。フローチャートは、工程を連続的なプロセスとして描写している場合があるが、工程の多くは並行して又は同時に実行することができる。更に、工程の順序を入れ替えることも可能である。プロセスは、その工程が完了した時点で終了するが、図に含まれない追加のステップを有することもあり得る。プロセスは、方法、機能、手順、サブルーチン、サブプログラム等に対応し得る。プロセスが機能に対応する場合、その終了は、呼び出し機能又は主機能に機能が戻ることに対応し得る。 [0062] Note also that the particular embodiments may be described as processes illustrated as flowcharts, flow diagrams, data flow diagrams, structural diagrams, or block diagrams. Although a flowchart may depict the steps as a continuous process, many of the steps can be performed in parallel or simultaneously. Furthermore, it is also possible to change the order of the steps. A process ends when its steps are completed, but may have additional steps not included in the diagram. A process may correspond to a method, function, procedure, subroutine, subprogram, etc. If the process corresponds to a function, its termination may correspond to the function returning to the calling function or main function.

[0063]前述の明細書において、特徴をその具体的な実施形態を参照して説明したが、すべての実施形態がそれに限定されないことを認識すべきである。幾つかの実施形態の様々な特徴及び態様が、個別に又は共同で使用され得る。更に、実施形態は、本明細書のより広い主旨及び範囲から逸脱することなく、本明細書に記載されたものを超える任意の数の環境及び用途で利用され得る。したがって、本明細書及び図面は、限定的なものではなく、例示的なものとみなされる。 [0063] Although features have been described in the foregoing specification with reference to specific embodiments thereof, it should be appreciated that not all embodiments are limited thereto. Various features and aspects of several embodiments may be used individually or jointly. Furthermore, embodiments may be utilized in any number of environments and applications beyond those described herein without departing from the broader spirit and scope of this specification. Accordingly, the specification and drawings are to be regarded in an illustrative rather than a restrictive sense.

Claims (20)

処理チャンバの多電極カソード用の高周波(RF)電源回路であって、
RF源と、
前記RF源に導電結合された1又は複数の誘導素子と、
前記1又は複数の誘導素子に誘導結合された第1の誘導素子であって、前記RF源から発信されるRF電力の第1の部分を前記1又は複数の誘導素子を通して受信し、前記RF源から発信されるRF電力の第1の部分を前記処理チャンバの第1のペデスタル電極に供給するように構成された第1の誘導素子と、
前記1又は複数の誘導素子に誘導結合された第2の誘導素子であって、前記RF源から発信されるRF電力の第2の部分を前記1又は複数の誘導素子を通して受信し、前記RF源から発信されるRF電力の第2の部分を前記処理チャンバの第2のペデスタル電極に供給するように構成された第2の誘導素子と
を備える、RF電源回路。
A radio frequency (RF) power circuit for a multi-electrode cathode of a processing chamber, the circuit comprising:
an RF source;
one or more inductive elements conductively coupled to the RF source;
a first inductive element inductively coupled to the one or more inductive elements, the first inductive element receiving through the one or more inductive elements a first portion of RF power emitted from the RF source; a first inductive element configured to supply a first portion of RF power emitted from the processing chamber to a first pedestal electrode of the processing chamber;
a second inductive element inductively coupled to the one or more inductive elements, the second inductive element receiving through the one or more inductive elements a second portion of RF power emitted from the RF source; a second inductive element configured to supply a second portion of RF power emitted from the processing chamber to a second pedestal electrode of the processing chamber.
前記1又は複数の誘導素子は、第3の誘導素子と第4の誘導素子とを含み、前記第3の誘導素子は前記第1の誘導素子に誘導結合され、前記第4の誘導素子は前記第2の誘導素子に誘導結合される、請求項1に記載のRF電源回路。 The one or more inductive elements include a third inductive element and a fourth inductive element, the third inductive element being inductively coupled to the first inductive element, and the fourth inductive element being inductively coupled to the first inductive element. The RF power circuit of claim 1, wherein the RF power circuit is inductively coupled to the second inductive element. 第2のRF源と、
前記RF源に導電結合された第2の1又は複数の誘導素子と、
前記第2の1又は複数の誘導素子に誘導結合された第3の誘導素子であって、前記第2のRF源から発信されるRF電力の第1の部分を前記第2の1又は複数の誘導素子を通して受信し、前記第2のRF源から発信されるRF電力の第1の部分を前記処理チャンバの第1のペデスタル電極に供給するように構成された第3の誘導素子と、
前記第2の1又は複数の誘導素子に誘導結合された第4の誘導素子であって、前記第2のRF源から発信されるRF電力の第2の部分を前記第2の1又は複数の誘導素子を通して受信し、前記第2のRF源から発信されるRF電力の第2の部分を前記処理チャンバの第2のペデスタル電極に供給するように構成された第4の誘導素子と
を更に備える、請求項1に記載のRF電源回路。
a second RF source;
a second inductive element or elements conductively coupled to the RF source;
a third inductive element inductively coupled to the second inductive element or elements, the third inductive element inductively coupling a first portion of the RF power emitted from the second RF source to the second inductive element or elements; a third inductive element configured to receive through the inductive element and provide a first portion of RF power emitted from the second RF source to a first pedestal electrode of the processing chamber;
a fourth inductive element inductively coupled to the second inductive element or elements, the fourth inductive element inductively coupled to the second inductive element or elements; a fourth inductive element configured to receive through the inductive element and provide a second portion of RF power emitted from the second RF source to a second pedestal electrode of the processing chamber. , RF power supply circuit according to claim 1.
前記第3の誘導素子及び前記第4の誘導素子は、同じインダクタンスを有する、請求項3に記載のRF電源回路。 The RF power supply circuit according to claim 3, wherein the third inductive element and the fourth inductive element have the same inductance. 前記第3の誘導素子及び前記第4の誘導素子は、前記RF源から発信されるRF電力を遮断するように構成される、請求項3に記載のRF電源回路。 4. The RF power circuit of claim 3, wherein the third inductive element and the fourth inductive element are configured to block RF power emitted from the RF source. 第1の誘導素子及び第2の誘導素子は、第2のRF源から発信されるRF電力を遮断するように構成される、請求項5に記載のRF電源回路。 6. The RF power circuit of claim 5, wherein the first inductive element and the second inductive element are configured to block RF power originating from the second RF source. 前記RF源は約13MHzの周波数を有し、前記第2のRF源は約40MHzの周波数を有する、請求項3に記載のRF電源回路。 4. The RF power circuit of claim 3, wherein the RF source has a frequency of about 13 MHz and the second RF source has a frequency of about 40 MHz. 処理チャンバの多電極カソード用のRF電源回路であって、
RF源と、
前記RF源から発信されるRF電力の第1の部分を受信し、前記RF源から発信されるRF電力の第1の部分を前記処理チャンバの第1のペデスタル電極に供給するように構成された第1の誘導素子と、
前記RF源から発信されるRF電力の第2の部分を受信し、前記RF源から発信されるRF電力の第2の部分を前記処理チャンバの第2のペデスタル電極に供給するように構成された第2の誘導素子と、
前記第1の誘導素子を前記第2の誘導素子から分離する容量素子と
を備える、RF電源回路。
An RF power circuit for a multi-electrode cathode of a processing chamber, the circuit comprising:
an RF source;
configured to receive a first portion of RF power transmitted from the RF source and provide a first portion of RF power transmitted from the RF source to a first pedestal electrode of the processing chamber. a first inductive element;
and configured to receive a second portion of RF power emitted from the RF source and to provide a second portion of RF power emitted from the RF source to a second pedestal electrode of the processing chamber. a second inductive element;
and a capacitive element separating the first inductive element from the second inductive element.
前記第1の誘導素子に導電結合された第1のDC源と、
前記第2の誘導素子に導電結合された第2のDC源と
を更に備え、前記容量素子は、前記第1のDC源を前記第2のDC源から絶縁する、請求項8に記載のRF電源回路。
a first DC source conductively coupled to the first inductive element;
9. The RF device of claim 8, further comprising a second DC source conductively coupled to the second inductive element, the capacitive element isolating the first DC source from the second DC source. power circuit.
前記第1のDC源と前記第2のDC源との間の電圧差は、処理チャンバで基板をペデスタルに保持するバイポーラチャック電圧を表す、請求項9に記載のRF電源回路。 10. The RF power circuit of claim 9, wherein the voltage difference between the first DC source and the second DC source represents a bipolar chuck voltage that holds a substrate on a pedestal in a processing chamber. 前記第1のペデスタル電極に供給される電力が前記第2のペデスタル電極に供給される電力とは異なったものとなるように、前記RF電力の一部を吸い上げるように構成された同調回路
を更に備える、請求項8に記載のRF電源回路。
further comprising a tuning circuit configured to sink a portion of the RF power such that the power supplied to the first pedestal electrode is different from the power supplied to the second pedestal electrode. 9. The RF power supply circuit according to claim 8, comprising:
前記同調回路は、寄生インダクタを含む、請求項11に記載のRF電源回路。 12. The RF power circuit of claim 11, wherein the tuned circuit includes a parasitic inductor. 前記同調回路は、寄生キャパシタを含む、請求項11に記載のRF電源回路。 12. The RF power circuit of claim 11, wherein the tuning circuit includes a parasitic capacitor. 前記第1のペデスタル電極は、ワイヤメッシュを含む、請求項8に記載のRF電源回路。 9. The RF power circuit of claim 8, wherein the first pedestal electrode includes a wire mesh. 処理チャンバの多電極カソードに電力供給する方法であって、
RF源を用いてRF電力を生成することと、
前記RF源に導電結合された1又は複数の誘導素子を通してRF電力を伝送することと、
前記RF電力の第1の部分を前記1又は複数の誘導素子から第1の誘導素子に誘導結合させることと、
前記RF電力の第1の部分を前記第1の誘導素子から前記処理チャンバの第1のペデスタル電極に供給することと、
前記RF電力の第2の部分を前記1又は複数の誘導素子から第2の誘導素子に誘導結合させることと、
前記RF電力の第2の部分を前記第2の誘導素子から前記処理チャンバの第2のペデスタル電極に供給することと
を含む方法。
A method of powering a multi-electrode cathode of a processing chamber, the method comprising:
generating RF power using an RF source;
transmitting RF power through one or more inductive elements conductively coupled to the RF source;
inductively coupling a first portion of the RF power from the one or more inductive elements to a first inductive element;
providing a first portion of the RF power from the first inductive element to a first pedestal electrode of the processing chamber;
inductively coupling a second portion of the RF power from the one or more inductive elements to a second inductive element;
providing a second portion of the RF power from the second inductive element to a second pedestal electrode of the processing chamber.
第2のRF源を用いて第2のRF電力を生成することと、
前記第2のRF源に導電結合された第2の1又は複数の誘導素子を通して前記第2のRF電力を伝送することと、
前記第2のRF電力の第1の部分を前記第2の1又は複数の誘導素子から第3の誘導素子に誘導結合させることと、
前記RF電力の第1の部分を前記第3の誘導素子から前記処理チャンバの第3のペデスタル電極に供給することと、
前記第2のRF電力の第2の部分を前記第2の1又は複数の誘導素子から第4の誘導素子に誘導結合させることと、
前記第2のRF電力の第2の部分を前記第4の誘導素子から前記処理チャンバの第4のペデスタル電極に供給することと
を更に含む、請求項15に記載の方法。
generating second RF power using a second RF source;
transmitting the second RF power through a second inductive element or elements conductively coupled to the second RF source;
inductively coupling a first portion of the second RF power from the second inductive element or elements to a third inductive element;
providing a first portion of the RF power from the third inductive element to a third pedestal electrode of the processing chamber;
inductively coupling a second portion of the second RF power from the second inductive element or elements to a fourth inductive element;
16. The method of claim 15, further comprising providing a second portion of the second RF power from the fourth inductive element to a fourth pedestal electrode of the processing chamber.
RF源と前記第2のRF源との間の位相差は、前記処理チャンバのプラズマに伝達されるエネルギーを回転させる、請求項16に記載の方法。 17. The method of claim 16, wherein a phase difference between an RF source and the second RF source rotates the energy transferred to the plasma of the processing chamber. 第1のペデスタル電極、第2のペデスタル電極、前記第3のペデスタル電極、及び前記第4のペデスタル電極は各々、前記処理チャンバのペデスタルの別々の象限に位置する、請求項16に記載の方法。 17. The method of claim 16, wherein the first pedestal electrode, the second pedestal electrode, the third pedestal electrode, and the fourth pedestal electrode are each located in separate quadrants of a pedestal of the processing chamber. 前記第1のペデスタル電極は、ペデスタルの中心部に円形メッシュを含み、前記第2のペデスタル電極は、前記ペデスタルの外周部にリングメッシュを含む、請求項15に記載の方法。 16. The method of claim 15, wherein the first pedestal electrode includes a circular mesh at the center of the pedestal and the second pedestal electrode includes a ring mesh at the outer periphery of the pedestal. 前記第1の誘導素子は、約1μHの誘導値を含む、請求項15に記載の方法。 16. The method of claim 15, wherein the first inductive element includes an inductive value of about 1 [mu]H.
JP2023522388A 2020-10-13 2021-10-11 Push-pull power supply for multi-mesh processing chambers Pending JP2023545445A (en)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US17/068,994 US11361940B2 (en) 2020-10-13 2020-10-13 Push-pull power supply for multi-mesh processing chambers
US17/068,994 2020-10-13
PCT/US2021/054354 WO2022081449A1 (en) 2020-10-13 2021-10-11 Push-pull power supply for multi-mesh processing chambers

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2023545445A true JP2023545445A (en) 2023-10-30

Family

ID=81077898

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2023522388A Pending JP2023545445A (en) 2020-10-13 2021-10-11 Push-pull power supply for multi-mesh processing chambers

Country Status (6)

Country Link
US (1) US11361940B2 (en)
JP (1) JP2023545445A (en)
KR (1) KR20230084298A (en)
CN (1) CN116457915A (en)
TW (1) TWI777813B (en)
WO (1) WO2022081449A1 (en)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11587765B2 (en) * 2020-11-22 2023-02-21 Applied Materials, Inc. Plasma ignition optimization in semiconductor processing chambers
WO2023227322A1 (en) * 2022-05-27 2023-11-30 Evatec Ag Process device for pecvd-processing

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2678381B2 (en) 1987-05-06 1997-11-17 ユニサーチ・リミテッド Electrostatic chuck using AC electric field excitation
WO1999000829A1 (en) * 1997-06-30 1999-01-07 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Method of producing thin semiconductor film and apparatus therefor
KR100513442B1 (en) * 1999-06-15 2005-09-07 삼성전자주식회사 Inductive coupled plasma etch apparatus
US6818103B1 (en) 1999-10-15 2004-11-16 Advanced Energy Industries, Inc. Method and apparatus for substrate biasing in multiple electrode sputtering systems
US20050258148A1 (en) 2004-05-18 2005-11-24 Nordson Corporation Plasma system with isolated radio-frequency powered electrodes
US7777152B2 (en) * 2006-06-13 2010-08-17 Applied Materials, Inc. High AC current high RF power AC-RF decoupling filter for plasma reactor heated electrostatic chuck
US20110192349A1 (en) 2010-01-12 2011-08-11 Hammond Iv Edward P Phase-Modulated RF Power for Plasma Chamber Electrode
JP5781349B2 (en) * 2011-03-30 2015-09-24 東京エレクトロン株式会社 Plasma processing equipment
US9281226B2 (en) * 2012-04-26 2016-03-08 Applied Materials, Inc. Electrostatic chuck having reduced power loss
JP6323260B2 (en) * 2014-08-29 2018-05-16 株式会社島津製作所 High frequency power supply
US10879041B2 (en) * 2015-09-04 2020-12-29 Applied Materials, Inc. Method and apparatus of achieving high input impedance without using ferrite materials for RF filter applications in plasma chambers
US10044338B2 (en) * 2015-10-15 2018-08-07 Lam Research Corporation Mutually induced filters
US10971333B2 (en) * 2016-10-24 2021-04-06 Samsung Electronics Co., Ltd. Antennas, circuits for generating plasma, plasma processing apparatus, and methods of manufacturing semiconductor devices using the same
JP6832800B2 (en) * 2017-06-21 2021-02-24 東京エレクトロン株式会社 Plasma processing equipment
JP7360391B2 (en) 2018-02-28 2023-10-12 アプライド マテリアルズ インコーポレイテッド Electrostatic chuck with multiple radio frequency meshes to control plasma uniformity
US11183368B2 (en) * 2018-08-02 2021-11-23 Lam Research Corporation RF tuning systems including tuning circuits having impedances for setting and adjusting parameters of electrodes in electrostatic chucks
CN110867406A (en) 2019-11-27 2020-03-06 北京北方华创微电子装备有限公司 Electrostatic chuck and semiconductor processing equipment

Also Published As

Publication number Publication date
TWI777813B (en) 2022-09-11
KR20230084298A (en) 2023-06-12
US20220115206A1 (en) 2022-04-14
WO2022081449A1 (en) 2022-04-21
US11361940B2 (en) 2022-06-14
TW202229638A (en) 2022-08-01
CN116457915A (en) 2023-07-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10615004B2 (en) Distributed electrode array for plasma processing
JP3209624U (en) Control of RF amplitude of edge ring of capacitively coupled plasma processing equipment
US8080479B2 (en) Plasma process uniformity across a wafer by controlling a variable frequency coupled to a harmonic resonator
US7879731B2 (en) Improving plasma process uniformity across a wafer by apportioning power among plural VHF sources
KR200487340Y1 (en) Process kit components for use with an extended and independent rf powered cathode substrate for extreme edge tunability
JP7360391B2 (en) Electrostatic chuck with multiple radio frequency meshes to control plasma uniformity
US9644271B1 (en) Systems and methods for using electrical asymmetry effect to control plasma process space in semiconductor fabrication
US20080178803A1 (en) Plasma reactor with ion distribution uniformity controller employing plural vhf sources
JP2023545445A (en) Push-pull power supply for multi-mesh processing chambers
JP3814176B2 (en) Plasma processing equipment
CN116457931A (en) High-temperature bipolar electrostatic chuck
KR20180122964A (en) Active far edge plasma tunability
US20210320022A1 (en) Apparatus and methods for manipulating power at an edge ring in a plasma processing device
TWI831061B (en) High temperature bipolar electrostatic chuck
US11270903B2 (en) Multi zone electrostatic chuck
JP2023522169A (en) Semiconductor substrate support with internal channels